Artikel
Veränderte Expression von Kollagenen, Interleukinen, Matrixmetalloproteinasen und TIMPs nach Besiedlung von Kollagen-I-Vliesen mit humanen Meniskuszellen
Suche in Medline nach
Autoren
-
M. Hoberg
- Klinikum Rechts der Isar, Klinik u. Poliklinik für Orthopädie u. Sportorthopädie, München, Germany
-
T. Ertmer
- Orthopädische Klinik und Poliklinik der Universität Tübingen, Zellbiologisches Forschungslabor Orthopädie, Tübingen, Germany
-
W.K. Aicher
- Orthopädische Klinik und Poliklinik der Universität Tübingen, Zellbiologisches Forschungslabor Orthopädie, Tübingen, Germany
-
M. Rudert
- Klinikum Rechts der Isar, Klinik u. Poliklinik für Orthopädie u. Sportorthopädie, München, Germany
| Veröffentlicht: | 9. Oktober 2007 |
|---|
Gliederung
Text
Der Meniskus des menschlichen Kniegelenkes hat eine überragende Funktion für die Stabilität, Schockabsorption und Kraftübertragung des Ober- auf den Unterschenkel. Nach einer Meniskusverletzung erfolgt bisher oft nur die operative teilweise oder vollständige Entfernung als Therapieoption. Dies führt mittelfristig und statistisch signifikant oft zur Entwicklung einer Arthrose des Gelenkes.
Der Einsatz von meniskuszellbesiedelten (Fibrochondrozyten) Trägermaterialien verspricht weitere Fortschritte in der Heilung von Meniskusrissen. Diese Transplantate könnten in einen Riss eingebracht werden um den Heilungsprozess zu verbessern. Das Ziel unserer Untersuchungen war die Analyse der Expression verschiedener anaboler und kataboler Faktoren in humanen Fibrochondrozyten nach Ansiedlung auf ein bovines Kollagen-I-Vlies.
Makroskopisch intakte Zonen humaner Menisken wurden mit Kollagenase und Dispase verdaut und die Zellen in DMEM-Medium aufgenommen, welches mit 10% FCS und Antibiotika angereichert war. Eine Charakterisierung der Zellen erfolgte per Immunhistochemie. Ein kommerziell erhältliches Kollagen-I-Vlies wurde mit den Meniskuszellen in einer Dichte von 106 pro cm2 besiedelt und 14 Tage kultiviert. Nach dieser Kulturperiode wurden die Fibrochondrozyten auf die Expression von Kollagen 1, Kollagen 2, TIMP-1, TIMP-2, TIMP-3, IL-1ßRA, IL-1ß, IL-6, MMP-1 MMP-3 und MMP-13 per quantitativer RT-PCR untersucht. Zellen in Normalkultur dienten als Kontrolle. Die statistische Aufarbeitung der Daten erfolgte mit dem zweiseitigen t-Test.
Kollagen-I-Vliese können mit humanen Meniskuszellen kolonialisiert werden. Nach einer Inkubation von 2 Wochen im Vlies zeigen sich signifikant erhöhte mRNA Expressionen von MMP-1 (7.6-fach, p<0.07), MMP-3 (6.7-fach, p<0.03), und TIMP-1 (2.6-fach, p<0.04). Einen Trend zur erhöhten Expression zeigten ebenfalls IL-1ß, IL-1ßRA, TIMP-2, Kollagen 2, IL-6 und MMP-13. Die Kollagen 1 Expression war unverändert.
Es konnte gezeigt werden, dass eine signifikant erhöhte Produktion von Matrix-abbauenden Proteasen nach 14 Tagen Kulturdauer auf einem bovinen Kollagen-I-Vlies nachzuweisen ist, wogegen Struktur-erhaltende oder -bildende Faktoren wie TIMPs und Kollagen eher schwach oder nicht induziert wurden. Diese erhöhte Bildung von überwiegend katabolen Faktoren könnte zur Destruktion der Meniskusmatrix als auch der Trägermatrix führen, oder auch die notwendige Reaktion zur Bildung einer Ersatzmatrix darstellen. Kollagen I stellt daher möglicherweise kein ideales trägermaterial für das Tissue Engineering von Menisci dar. Die hier beschriebenen Effekte könnten auch erklären, warum manche bisher verwendeten Träger auf Kollagen-basis klinisch keine zufriedenstellende Therapie ermöglicht haben.
